本发明专利技术属于功能陶瓷制备技术领域，具体涉及一种具有净化气液污染物功能的环保型集料及其制备工艺。具有净化气液污染物功能的环保型集料，其特征在于它由光催化材料、碱溶液和集料制备而成，光催化材料与碱溶液混合得到混合物，集料浸入混合物后煅烧得到环保型集料。本发明专利技术对众多有机、无机污染物有着持久、高效的降解作用，环保、无二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能陶瓷制备
，具体涉及一种具有净化气液污染物功能的环保型集料及其制备工艺。
技术介绍
随着我国经济与城镇化的快速发展，环境污染问题日益严重。在大气污染中，机动车排放造成的污染问题尤为突出。据统计，截至2011年，我国机动车总量已达2. 2亿辆，机动车排放物总量超过5600万吨，其中汽车尾气排放的N0X、PM超过大气中此类污染总量的85%，CH与CO超过大气中此类污染总量的70%，给人体健康及城市环境带来了极大危害。除了大气污染，我国水资源的污染也非常严重。据中华人民共和国2011年国民经济和社会发展统计公报报道，我国七大水系的398个水质监测断面中，I III类水质断面比例仅占56. 3%，劣V类水质断面比例占15. 3%。目前，有关降低汽车排放污染物的研究主要集中在发动机改进、化石燃料改性及机动车尾气排放系统催化净化等
，以减少机动车尾气中有害物质排放量，但仍有相当一部分有害物质(N0x、C0等)源源不断的排放到大气环境中，因此外部的净化处理就显得尤为重要。道路空气净化材料能有效降解汽车尾气等污染物质，以往研究主要集中在光催化材料对路面表层的涂覆、与路面材料共混等方式，这些方式虽在初期使路面具备一定光催化活性，但很难保持其长效活性。目前处理水体污染除去污水处理厂集中处理外，主要有投放化学药剂、活性炭吸附、生物膜、人工湿地、微生物法等方法，第一种措施容易造成二次污染，活性炭吸附只能吸附部分污染物且只吸附不降解，后三者成本较高，且对处理污染物的种类也存在很大的限制。此专利技术涉及的功能集料在光照条件下可以持续、高效地降解大气及水体污染物，同时由于其多孔的特性，它可以吸附固体悬浮颗粒物及各有机无机污染物，提高催化降解效率，因其多孔结构，亦可以一定程度上达到吸声降噪和阻断热桥的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种具有净化气液污染物功能的环保型集料及其制备工艺。本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案具有净化气液污染物功能的环保型集料，其特征在于它由光催化材料、碱溶液和集料制备而成，光催化材料与碱溶液混合得到混合物，集料浸入混合物后煅烧得到环保型集料。它以集料(多孔材料)为基体，光催化材料为负载物，碱溶液为表面界面处理剂及分散介质。上述一种具有净化气液污染物功能的环保型集料的制备工艺，其特征在于它包括如下步骤 (1)清洁集料将集料置于超声清洗仪中超声清洗，洁净后取出，烘干，备用； (2)制备表面界面处理剂配制碱溶液作为表面界面处理剂； (3)均质分散负载物称取光催化材料置入所配碱溶液中，使其浓度为f5g/L，超声分散半小时，使其均匀分散，得到混合物，备用； (4)真空负压取集料置于真空饱水机中，抽真空(真空度为一0. 090^-0. 098MPa)，然后注入混合物，混合物的量以浸没集料为准，真空负压浸泡集料24h ； (5)取出集料，干燥，再经30(T600°C煅烧f3h，升温速率为3 10°C /min,得到具有净化气液污染物功能的环保型集料(负载活性TiO2的具有净化气液污染物功能的环保型集料)。所述的集料为300、00级陶粒、多孔陶瓷中的任意一种或二种按任意配比的混合。所用陶粒为页岩陶粒、黏土陶粒、粉煤灰陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒或河底泥陶粒。所述的碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液(水溶液,分散介质均为水)，氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液的浓度为氨水溶液的PH值为1(T13。所述的光催化材料选用活性Ti02、ZnO、WO3> BiVO4中的任意一种。所述的活性TiO2 为 Degussa P25>Hombikat UV100> Anatase>MiIlennium PC100、Ishihara ST-01中的任意一种。步骤(5)中的干燥为105 °C下干燥3 6h。步骤⑴中超声清洗仪的功率为300W，清洗时间为10 50分钟。步骤(3)中超声功率为300W。本专利技术的优点及有益效果 I.本专利技术提供的一种具有净化气液污染物功能的环保型集料，环境友好，制造工艺简便。2.本专利技术提供的环保型集料可再生循环利用，且对环境无二次污染。3.本专利技术采用的真空饱水负压浸泡法可使光催化材料深入多孔集料孔洞中，增大了其催化表面积，且在集料开裂或表层磨损后可持续降解气液污染物；具有净化气液污染物功能，以便解决大气中有害气、固物质多，内陆水体污染严重的问题。4.本专利技术由于对集料进行了碱化处理，使其表面形成更多的缺陷，光催化材料与集料(基体)间结合的更加牢固。5.本专利技术采用的集料由于其多孔性质，其在道路应用过程中可降低噪声，吸音效果明显。6.本专利技术采用的集料由于其多孔性质，其在应用于室内时还有一定的保温、隔音效果。7.本专利技术采用的集料由于其多孔性质，其在应用过程中可增强对气、固有害物的吸附性能，提高了光催化效率。8.本专利技术提供的环保型集料可批量生产，实用性强。9.本专利技术提供的环保型集料，可通过选用不同的级别使其悬浮在水体中，增强了其对水体的净化能力。附图说明图I为本专利技术实施例 I制备的功能集料某一孔洞SEM图。图I说明集料表层孔隙内部全都负载了一层光催化剂。图2为本专利技术实施例I制备的某一功能集料表面SEM图。图2说明集料表层都被光催化剂所覆盖。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。实施例I : 选取300级的多孔页岩陶粒(即集料)，置于超声清洗仪中超声清洗(超声清洗仪的功率为300W，清洗时间为50分钟)，洁净后取出，于105°C烘干，得到清洁后的陶粒；称取氢氧化钠，溶于水中，配制浓度为Kr1IiioVL的氢氧化钠溶液；称取Degussa P25 (即光催化材料选用活性TiO2)置入上面所配氢氧化钠溶液中，使Degussa P25浓度为lg/L，超声分散半小时，使其均匀分散，得到混合物A ;取清洁后的陶粒置于真空饱水机中，抽真空(真空度为一 0. 094MPa)，然后注入混合物A，混合物A的量以浸没陶粒为准，真空负压浸泡陶粒24h ；取出陶粒，于105°C干燥6h，再经600°C煅烧Ih (升温速率为3°C /min),即得具有净化气液污染物功能的环保型集料(或称负载活性TiO2的具有净化气液污染物功能的环保型陶粒)。以125W高压汞灯为光源，气相色谱仪(GC 9650)、分光光度计为测试设备，分别测试集料对C6H6及亚甲基蓝的降解效率。性能评价结果见表一。实施例2 选取500级的多孔粉煤灰陶粒(即集料)，置于超声清洗仪中超声清洗(超声清洗仪的功率为300W，清洗时间为40分钟)，洁净后取出，于105°C烘干，得到清洁后的陶粒；配制PH值为10的氨水溶液；称取ZnO (即光催化材料)置入上面所配氨水溶液中，使ZnO浓度为2g/L,超声分散半小时，使其均匀分散，此混合物命名为B ;取清洁后的陶粒置于真空饱水机中，抽真空(真空度为-0. 098MPa)，然后注入B，B的量以浸没陶粒为准，真空负压浸泡陶粒24h ;取出陶粒，于105°C干燥3h，再经300°C煅烧3h (升温速率为5°C /min),即得具有净化气液污染物功能的环保型集料(或称具有净化气液污染物功能的环保型陶粒)。该集料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有净化气液污染物功能的环保型集料，其特征在于它由光催化材料、碱溶液和集料制备而成，光催化材料与碱溶液混合得到混合物，集料浸入混合物后煅烧得到环保型集料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王发洲，董跃，杨露，黄大凡，李伟伦，刘云鹏，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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